(57)【要約】      （修正有）【課題】小容量から大容量までの射出成型に同一の構成で対応できる射出成型装置を提供すること。【解決手段】射出成形用の材料が投入される材料投入部４と、投入された材料を混錬して押し出し可能な押出機２と、押し出された材料が充填され、射出成型用金型１０に材料を射出するための第１ギヤーポンプ３とを備えた。押出機の出力部に第２ギヤーポンプ２０が設けられていることが更に好ましい。【選択図】図２
2006181925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形用の材料が投入される材料投入部と、
投入された材料を混錬して押し出し可能な押出機と、
押し出しされた材料が充填され、射出成型用金型に材料を射出するための第１ギヤーポンプとを備えたことを特徴とする射出成型装置。
【請求項２】
前記押出機の出力部に第２ギヤーポンプが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の射出成型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成型装置としては種々の方式が知られており、例えば、プランジャ式、プランジャ・プリプラ式、インライン・スクリュ式、スクリュ・プリプラ式などがある。特許文献１に開示される射出成型装置は、ノズルエレメントと、材料フィード部と、これらの間にあるシリンダプランジャユニットとを備え、材料フィード部から定量の材料をシリンダプランジャユニットへ一旦供給し、この定量の材料を射出成型用金型へ射出する。特許文献２は、インライン・スクリュ式の射出成型装置を開示している。この装置では、原料投入口から供給された材料は、スクリューの回転によるネジ送り作用で前方に移送されると共に計量される。計量された材料は、金型へ射出される。
【特許文献１】特開平６−１９８６７８号公報
【特許文献２】特開平９−２９８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の射出成型装置では、予め決められた量の材料しか金型へ射出することができない。例えば、前述した特許文献１では、シリンダプランジャユニット内の決められた容量しか射出することができない。従って、シリンダ容量以上の容積を有する金型に対して、１ショットで材料を射出することが不可能である。大容量の射出成型に対応するためには、射出成型装置やその付帯設備の大型化を、招くという問題が生じる。特許文献２の場合は、ある程度の容量変化に対応することができるが、大容量の射出成型に対応するためには、やはり装置の大型化の問題が生じる。従って、小容量から大容量までの射出成型に同一の射出成型装置で対応できるような構成は知られていない。
【０００４】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、小容量から大容量までの射出成型に同一の構成で対応できる射出成型装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明に係る射出成型装置は、
射出成形用の材料が投入される材料投入部と、
投入された材料を混錬して押し出し可能な押出機と、
押し出しされた材料が充填され、射出成型用金型に材料を射出するための第１ギヤーポンプとを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
この構成による射出成型装置の作用・効果を説明する。材料投入部から投入された材料は、押出機により混錬されて押し出し出力される。この混錬された材料は、第１ギヤーポンプへ供給され充填される。ギヤーポンプは、材料を計量する機能を有しており、射出成型用金型の容量に見合った量の材料を射出することができる。すなわち、ギヤーポンプは計量を行いつつ、連続的に材料を金型に射出することができる。従って、押出機から連続的に押し出しされる材料を第１ギヤーポンプに供給し、連続的に第１ギヤーポンプから射出を行うことができ、第１ギヤーポンプの駆動を制御することで、小容量から大容量の射出成型に対応することができる。その結果、小容量から大容量までの射出成型に同一の構成で対応できる射出成型装置を提供することができる。
【０００７】
本発明において、前記押出機の出力部に第２ギヤーポンプが設けられていることが好ましい。押出機から材料の混錬押し出しを行う場合、押出機にもギヤーポンプを設けることが好ましい。例えば、材料としてゴムを使用する場合、ゴムの可塑化を行うが、押出機のスクリューだけでなくギヤーポンプにもゴムの混練や可塑化の機能を持たせることができる。従って、第２ギヤーポンプを設けることで、スクリューの長さを短くし、押出機を小型化することができる。その結果、射出成型装置全体の小型化に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る射出成型装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、第１実施形態にかかる射出成型装置の内部構成を示す模式図である。この射出成型装置１は、汎用の小型押出機２と、この小型押出機２の先端側に設けられるギヤーポンプ３とを備えている。ギヤーポンプ３には、一対のギヤ３ａが設けられている。小型押出機２は、材料を投入するホッパー４（材料投入部に相当）と、投入された材料を混練するスクリュー５を備えている。スクリュー５は、減速機６を介してモーター７に連結される。ギヤーポンプ３の先端側には、射出ノズル８が設けられており、射出成型用金型１０に対して材料を射出する。なお、射出成型の対象となる材料は、特に限定されるものではなく、樹脂、ゴムなどを使用することができる。
【０００９】
ギヤーポンプ３としては、耐高圧性のものを使用するのが好ましく、例えば、昇圧能力が７０ＭＰａ、射出率が約１０００ｃｃ／ｓｅｃ、射出容量の上限がないものを使用することができる。小型押出機２としては、例えばＬ／Ｄ（長さと直径の比）が１〜４．５の汎用押出機を使用すれば、射出成型装置１の小型化に対応することができる。また、Ｌ／Ｄが４．５以上の汎用押出機を使用すれば、高硬度材料（ゴムなど）の可塑化に対応することができる。
【００１０】
射出量検出部１１は、ギヤーポンプ３から金型１０内へ所定量の材料が射出されたか否かを検出する。例えば、ギア３ａの回転量や駆動時間に基づいて検出することができる。駆動部１２は、ギヤーポンプ３及びモーター７を駆動する。制御部１３は、射出量検出部１１からの検出結果に基づいて、駆動部１２に対して指令を出す。すなわち、所定量の材料を射出し終わると、ギヤーポンプ３やスクリュー５を一旦駆動停止させる。金型１０から成型品が取り出され、次の射出の準備が完了すると、再びギヤーポンプ３やモーター７を駆動させる。金型制御部１４は、金型１０の動作に関する制御を行い、金型１０から成型品が取り出され次の射出を受け入れる準備が整うと、制御部１３に対して準備完了の信号を出力する。これに基づいて、制御部１３はギヤーポンプやモーター７に対する駆動制御を行うことができる。
【００１１】
図１に示す射出成型装置１を用いて射出成型を行う場合の動作を簡単に説明する。まず、ホッパー４から材料を投入すると、回転駆動されるスクリュー５の羽とバレル内壁面の間で材料が混練され溶融する。この材料は、ギヤーポンプ３へと供給され、射出ノズル８からは単位時間当たり所定量の材料を射出することができ、金型１０内に充填される。金型１０の内容積は予め分かっているので、ギヤーポンプ３をどの程度駆動すれば、金型１０に材料を充填できるかは予め設定しておくことができる。所定量の材料が金型１０に充填されたことを射出量検出部１１にて検出すると、制御部１３にその信号を送出し、制御部１３はギヤーポンプ３とスクリュー５の駆動を停止させる。その間に、金型１０を開いて、金型１０から射出された成型品を取り出す。成型品が取り出された後、金型１０を閉じた状態とし、次の材料の射出を受け入れる準備を整える。準備が完了すると、金型制御部１４から制御部１３へ信号を送出し、ギヤーポンプ３とスクリュー５を再び駆動させる。
【００１２】
この構成によれば、大容量から小容量までの射出成型に対応することができる。すなわち、ギヤーポンプ３からは連続的に所定量の材料を射出することができるので、ギヤーポンプ３を駆動する時間を制御することで、射出容量を任意に設定することができる。例えば、内容積の大きな金型１０の場合は、ギヤーポンプ３の駆動時間を多くすればよい。
【００１３】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態にかかる射出成型装置の構成を図２により説明する。図１と異なる構成について中心に説明する。この射出成型装置１は、小型押出機２としてギヤーポンプ内蔵の押出機を用いている。このような押出機は、例えば、特表２００４−５０９７８７号公報に開示されている。すなわち、射出成型装置１としては、第１ギヤーポンプ３のほかに第２ギヤーポンプ２０を備えている。この構成は、特にゴム材料の射出成型に対して好適である。
【００１４】
押出機２における処理ゾーンは、混練ゾーンＡ、マルチカットトランスファゾーンＢ、ギヤーポンプゾーンＣに分けることができる。混練ゾーンＡでは、投入された材料を混練する。これは図１の実施形態の場合と同じである。ゾーンＢでは、バレル内壁面に設けられたピン２１により、材料の剪断作用を生じさせ、材料のマルチカットを行う。ギヤーポンプゾーンＣでは、主軸ギヤ２０ａと従動ギヤ２０ｂが設けられており、材料を下流側にある第１ギヤーポンプ３へ向けて供給する。なお、第２ギヤーポンプ２０は、第１ギヤーポンプ３と同じような構成を採用してもよい。また、モーターとして油圧モーターを採用して更なる小型化を図ってもよい。
【００１５】
かかるギヤーポンプ内蔵小型押出機２を用いることで、押出機２を更に小型化することができる。ギヤーポンプ２０自体も材料の可塑化などの機能を有しているので、スクリュー５の長さを短くできるなどの小型化を図ることができる。また、高硬度材料の可塑化や練り性の向上などに対応することができる。制御系の構成は、図１と同様にすることができる。
【００１６】
＜他の実施形態＞
本発明に係る射出成型装置１を用いて低圧射出を行うことができる。高圧射出における問題点として、残留応力によりひずみが発生することである。低圧射出の場合は、そのような問題点はないが、特有のほかの問題点を有する。すなわち、低圧のために、材料の充填不足や保圧不足などによるショートショットが生じやすい。そこで、かかる現象が生じないような構成を有する金型を提供する。また、低圧で行うか高圧で行うかは、例えば、ギヤーポンプ３の回転速度により制御することができる。
【００１７】
金型構成として、材料が流れにくい成型品の細部や保圧圧力のかかりにくい角部や、ヒケが生じやすい部分に対応した射出金型の位置に予め保圧孔及び保圧ピンを配置しておく。射出成型を行う場合、材料を射出する前に、保圧ピンを後退させておく。次に、金型内に材料を射出し、キャビティに材料を充填する。次に、保圧ピンを金型に向けて押し込み、キャビティの細部まで材料を充填して保圧する。これにより、低圧射出におけるショートショットなどの問題を防止することができる。かかる構成により、小容量から大容量の射出成型に対応できる低圧射出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態にかかる射出成型装置の構成を示す模式図
【図２】第２実施形態にかかる射出成型装置の構成を示す模式図
【符号の説明】
【００１９】
１      射出成型装置
２      小型押出機
３      ギヤーポンプ
４      ホッパー
５      スクリュー
６      減速機
７      モーター
８      射出ノズル
１０    金型
１１    射出量検出部
１２    駆動部
１３    制御部
１４    金型制御部
【図１】
2006181925.tif 000003
【図２】
2006181925.tif 000004